Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Космічна платформа, що включає несучу конструкцію, виконану у вигляді комбінованої оболонки обертання, із конічною та циліндричною частинами, нижнім опорним шпангоутом, верхнім силовим шпангоутом та внутрішнім кріпильним шпангоутом, апаратуру бортового забезпечувального комплексу, рушійну установку, сонячні батареї, яка відрізняється тим, що вона оснащена додатковою несучою конструкцією і багатофункціональними апаратурними панелями, при цьому додаткова несуча конструкція виконана у вигляді просторової ферми, що утворює замкнутий силовий контур зовні основної несучої конструкції.

2. Космічна платформа за пунктом 1, яка відрізняється тим, що апаратурні панелі за кількістю та розмірами виконані у відповідності до складу та компонування встановленої на них апаратури, а просторова ферма складається щонайменше з шести секцій.

3. Космічна платформа за пунктом 1, яка відрізняється тим, що місця обпирання нижнього силового поясу просторової ферми на оболонку обертання прив'язані до місця установки внутрішнього кріпильного шпангоута основної несучої конструкції.

Текст

1. Космічна платформа, що включає несучу конструкцію, виконану у вигляді комбінованої оболонки обертання, із конічною та циліндричною частинами, нижнім опорним шпангоутом, верхнім C2 2 (19) 1 3 забезпечувального комплексу веде до обмеження розміщення їх на цій грані. Важливим недоліком є також відсутність рушійної установки для корекції орбіти космічного апарату. Відома також космічна платформа "Нева" (див. "Новини космонавтики" №7 (270) 2005p., Москва, ІВД "Новини космонавтики", стор. 48), що включає несучий каркас у вигляді куба (зварена конструкція з алюмінієвих куточків), термосталих панелей з вуглепластика, закріплених на чотирьох гранях каркаса й фланців кріплення платформи до адаптера ракети-носія (РН) і модуля корисного навантаження (КН). На термосталих панелях установлена апаратура бортового забезпечувального комплексу (БЗК). До фланця кріплення платформи до адаптера РН із однієї сторони встановлюється блок двигунів рушійної установки (РУ), а з іншої блок зберігання й подачі компонентів палива. Платформа "Нева" оснащена активною системою орієнтації, що представляє собою комбінацію магнітних виконавчих органів, маховиків та двигунів керування орієнтацією й корекцією орбіти, які забезпечують точність орієнтації в кожному каналі ± 0,05 градуса. На термосталій панелі, зверненій в процесі польоту в зеніт, встановлена апаратура системи орієнтації й стабілізації платформи. На термосталій панелі, зверненій в процесі польоту в надир, встановлена хімічна батарея, магнітні виконавчі органи, антени командно-телеметричної радіолінії. На двох інших термосталих панелях встановлена інша апаратура БЗК. На платформі встановлені поворотні панелі орієнтованої сонячної батареї (СБ), які в процесі польоту відслідковують положення Сонця для забезпечення максимального енергоз'єму. У транспортному положенні панелі сонячної батареї розміщені та зачековані на бічних гранях корпусу платформи. До достоїнств платформи "Нева" можна віднести модульний принцип побудови конструкції, що дозволяє адаптувати широкий спектр корисних навантажень для створення на базі цієї платформи космічних апаратів різного призначення. Крім того, використання термосталих панелей з вуглепластика дозволяє створити сприятливий тепловий режим для апаратури БЗК. Основним недоліком цієї конструкції є обмеження використання номенклатури апаратури БЗК через розміщення її усередині каркаса корпуса даної космічної платформи. Крім того, блок зберігання й подачі компонентів палива, розташований усередині каркаса корпуса платформи, також обмежений у своїх габаритах розмірами приладів, що перебувають усередині корпуса платформи. До недоліку можна віднести також строгу орієнтацію платформи (і космічного апарата, створеного на її основі) щодо орбітальної системи координат під час польоту на орбіті Землі, що призводить до обмежень при використанні деяких типів корисного навантаження. Найбільш близьким до пропонованого винаходу є прототип - космічний апарат (патент US 4682744, B64G 1/10 від 28.07.1987), що містить несучу конструкцію у вигляді циліндричної оболонки та конічної оболонки, розширену від циліндричної оболонки. Несуча конструкція космічного апа 88881 4 рату містить також кільцеві ребра жорсткості (шпангоути). Ці шпангоути використовуються для кріплення корисного навантаження космічного апарату, що включає апаратуру бортового забезпечувального комплексу, та апогейного двигуна. Циліндрична оболонка разом з конічною оболонкою та шпангоутами формують металеву матричну структуру, яка не має ніяких заклепок або зварюванних з'єднань між елементами. До достоїнств даної конструкції можна віднести поліпшені вагові характеристики цієї конструкції при одночасному збільшенні її міцністних характеристик, зменшення температурних циклічних деформацій, а також більшу протидію високим температурним навантаженням. Основним недоліком цієї конструкції є складна технологія виготовлення та висока собівартість. Технічним завданням винаходу є розробка конструкції космічної платформи з широкими функціональними можливостями, на базі якої можливе створення космічних апаратів різного призначення. Технічним результатом винаходу є підвищення вагової досконалості конструкції космічної платформи при одночасному забезпеченні універсальності, підвищенні експлуатаційних параметрів та розширенні її функціональних можливостей. Вирішення поставленого технічного завдання здійснюється за рахунок використування наступних відомих суттєвихознак - космічна платформа включає несучу конструкцію, виконану у вигляді комбінованої оболонки обертання, із конічною та циліндричною частинами, нижнім опорним шпангоутом, верхнім силовим шпангоутом та внутрішнім кріпильним шпангоутом, апаратуру бортового забезпечувального комплексу, рушійну установку, сонячні батареї, та за рахунок використування наступних відмінних суттєвих ознак оснащення конструкції космічної платформи додатковою несучою конструкцією й багатофункціональними апаратурними панелями, при цьому додаткова несуча конструкція виконана у вигляді просторової ферми, що утворює замкнутий силовий контур зовні основної несучої конструкції. Крім того, апаратурні панелі за кількістю й розмірами виконані у відповідності до складу й компонування встановленої на них апаратури, а просторова ферма складається, щонайменше, з шести секцій. Також місця обпирання нижнього силового пояса просторової ферми на оболонку обертання прив'язано до місця установки внутрішнього кріпильного шпангоута. Виконання додаткової несучої конструкції у вигляді замкнутого силового контуру дозволяє знизити й рівномірно розподілити навантаження, які передаються від просторової ферми на основну несучу конструкцію. Стикування нижнього силового пояса просторової ферми в районі внутрішнього кріпильного шпангоута дозволяють поліпшити вагові характеристики основної несучої конструкції при одночасному збільшенні її міцністних характеристик. Розміщення різних підсистем БЗК на спеціальних апаратурних панелях, розташованих навколо основної несучої конструкції, дозволяє використати широку номенклатуру апаратури БЗК і дозволяє створити для неї сприятливий тепловий 5 режим, знизити негативні механічні вібраційні навантаження на високоточні вимірювальні прилади, поліпшити доступ до апаратури БЗК. Установка просторової ферми як додаткової несучої конструкції зовні основної несучої конструкції дозволяє розмістити на ній апаратуру системи енергопостачання, антени різних підсистем, теплові екрани, бортову кабельну мережу. Варіювання кількістю секцій просторової ферми, яка складається як мінімум з шести секцій, дозволяє змінювати конфігурацію додаткової несучої конструкції. Крім того, використання просторової ферми дозволяє використати різні схеми розташування панелей СБ (стаціонарних або орієнтованих у процесі польоту). Для пояснення сутності пропонованого технічного рішення наведені креслення. На Фіг.1 зображена принципова конструктивно-компоновочна схема космічної платформи - вид збоку, на Фіг.2 принципова конструктивно-компоновочна схема космічної платформи - вид зверху. На Фіг.3, 4 та 5 наведені варіанти розміщення панелей сонячної батареї на космічній платформі. Конструкція космічної платформи включає циліндричну обичайку 1, апаратурні панелі 2, прилади бортового забезпечувального комплексу 3, верхній силовий шпангоут 4, просторову ферму 5, кріпильний шпангоут 6, конічну обичайку 7, нижній опорний шпангоут 8 та сонячну батарею 9 (на Фіг.1 та 2 умовно не показана). На опорну поверхню верхнього силового шпангоута 4 встановлюється корисне навантаження, причому воно може частково займати простір усередині циліндричної обичайки 1. Опорна поверхня внутрішнього кріпильного шпангоута 6 дозволяє кріпити до неї будь-які типи конструкцій (рамні, фермові та ін.) з можливістю розміщення вузлів кріплення, що передають зусилля як дискретно, так і по всій поверхні. Модуль РУ, встановлений на внутрішній кріпильний шпангоут 6, містить всі елементи рушійної установки космічної платформи (баки з робочим тілом, маршові двигуни, двигуни корекції й орієнтації та забезпечувальні системи рушійної установки). При цьому РУ може бути різних типів - електрореактивні, твердопаливні, рідинні та ін. Модуль РУ займає простір усередині конічної обичайки 7 та частково усередині циліндричної обичайки 1 корпусу космічної платформи. На нижньому опорному шпангоуті 8, призначеному для установки космічної платформи на РН, установлюються елементи відділення космічної платформи від РН. Використання апаратурних панелей 2 дозволяє варіювати номенклатурою приладів БЗК і розміщати апаратуру БЗК відповідно до її функціональних вимог, комбінуючи її таким чином, щоб зменшити негативний взаємний вплив окремих приладів апаратури БЗК один на одного. Для створення сприятливого теплового режиму для апаратури БЗК апаратурні панелі 2 комплектуються елементами системи терморегулювання. Крім 88881 6 того, окремі апаратурні панелі оснащені елементами, що дозволяють знизити негативні вібраційні навантаження, які створюють окремі прилади БЗК. Кожна секція просторової ферми 5 оснащена посадковими місцями для установки вузлів кріплення сонячної батареї й для установки елементів системи терморегулювання. Крім того, на просторовій фермі передбачені спеціальні посадкові місця для установки антен і бортової кабельної мережі. Кількість та форма секцій просторової ферми 5 вибираються виходячи з комплектації апаратури БЗК, варіанта установки сонячної батареї, установки додаткової апаратури на просторову ферму. Робота конструкції космічної платформи забезпечується оптимальним розміщенням апаратури БЗК, КН і РУ та створенням сприятливих режимів для роботи цієї апаратури. При виготовленні супутників різного цільового призначення корисне навантаження встановлюється на верхньому силовому шпангоуті 4 корпусу космічної платформи та з'юстовується з приладами системи орієнтації, встановленими на апаратурних панелях 2 космічної платформи. Для створення на базі космічної платформи космічних апаратів різного призначення передбачені різні варіанти розташування панелей СБ. Варіант 1. Панелі сонячної батареї 9 розташовані перпендикулярно поздовжньої осі космічної платформи (Фіг.3). У цьому варіанті кількість панелей СБ відповідає кількості секцій просторової ферми (в цьому випадку - 8 секцій). Варіант 2. Панелі сонячної батареї 9 розташовані на траверсах, що мають можливість обертатися й відслідковувати положення Сонця (Фіг.4). Поворот панелей сонячної батареї здійснюється за допомогою струмознімачів із приводом, встановлених на просторовій фермі. В цьому варіанті показано, що внутрішній простір космічної платформи може повністю використатися для розміщення корисного навантаження без розміщення модуля РУ. Варіант 3. Панелі сонячної батареї 9 розташовані уздовж поздовжньої осі космічної платформи (Фіг.5). Ця схема розташування панелей сонячної батареї зручна при орієнтації космічного апарата під час польоту своєю поздовжньою віссю вздовж осі напрямку польоту. При цьому панелі СБ значно виступають за габарити космічної платформи та входять у зону корисного навантаження космічного апарата. Така схема розташування панелей СБ ефективна при використанні великогабаритного корисного навантаження. Таким чином, використання пропонованого технічного рішення дозволяє в широкому діапазоні варіювати складом бортового забезпечувального комплексу, використовувати різні схеми розташування сонячних батарей, установлювати різні типи рушійної установки. Крім цього, дане технічне рішення дозволяє використати космічну платформу як для горизонтальної схеми орієнтації супутника щодо поверхні Землі, так і для вертикальної. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 88881 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Space platform

Автори англійською

Vaisero Mykhailo Vasyliovych, Diachenko Eduard Mykolaiovych, Kavun Vasyl Viktorovych, Tarasov Hennadii Vasyliovych

Назва патенту російською

Космическая платформа

Автори російською

Вайсеро Михаил Васильевич, Дьяченко Эдуард Николаевич, Кавун Василий Викторович, Тарасов Геннадий Васильевич

МПК / Мітки

МПК: B64G 1/00, B64G 1/22

Мітки: платформа, космічна

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/4-88881-kosmichna-platforma.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Космічна платформа</a>

Подібні патенти